PRE – INFORME #3 SENSORES DE NIVEL 1. TIPOS DE SESONRES DE NIVEL.
SENSORES DE NIVEL EN LIQUIDOS. a. Sensor de Nivel Tipo Ultrasónico. Se basa en la emisión de un impulso ultrasónico a una superficie reflectante y el retorno del eco a un receptor. El retardo en la captación del eco depende del nivel del contenedor.
b. Sensor de Nivel Tipo Fotoeléctrico. Fotoeléctri co. La detección del nivel está basada en el cambio de refracción que ocurre cuando el extremo cónico de un conductor lumínico de cuarzo es sumergido en el líquido. La luz infrarroja desde un diodo emisor de luz (L) pasa a través de un conductor de luz (Q) y es reflectado por su extremo cónico si está rodeado de aire, gas o vapor. La luz reflectada es detectada por un fototransistor (P)
Cuando el conductor de luz es sumergido en el líquido, la refracción en el extremo cambia y la luz es dispersada en el líquido. De esta forma, el fotoreceptor P, no recibe luz produciéndose un cambio en la resistencia del circuito, la cual es utilizada para dar una señal del nivel.
Estos sensores son capaces de operar en casi todos los líquidos. La medición no es afectada por cambios en la viscosidad, densidad, conductividad o color. Se utilizan en tanques de almacenamiento a baja presión, tanques de buques con petróleo, químicos, gases licuados, tanques de combustible, etc.
c. Sensor de Nivel Tipo Radioactivo. Consisten en un emisor de Rayos X montado a un costado del depósito y con un detector (el cual incluye un contador) que transforma la radiación recibida en una señal eléctrica CC. La radiación captada es inversamente proporcional al nivel de fluido.
d. Sensor de Nivel Tipo Microondas (radar). El sistema de medición está formado principalmente por un módulo de microondas, una antena, sensores adicionales (principalmente sensores de temperatura), y una unidad local o remota de indicación. El principio de operación está basado en el cambio de frecuencia de la señal de radar emitida hacia la superficie del líquido. La señal reflectada por la superficie del líquido en el recipiente tiene una frecuencia diferente a la de la señal transmitida. Esta diferencia de frecuencia es proporcional a
la señal transmitida. Esta diferencia de frecuencia es proporcionada a la distancia de existe entre el transmisor y la superficie del líquido.
La señal de microondas es emitida por una antena la cual direcciona la señal perpendicularmente hacia la superficie del líquido. Existen dos tipos principales de antena: la antena parabólica y la antena tipo corneta.
e. Sensor de Nivel Tipo Sonda. Consiste en meter una regla graduada dentro del líquido y determinar el nivel por lectura directa de la superficie mojada.
SENSORES DE NIVEL EN SOLIDOS. a. Sensor de Nivel Tipo Varilla Flexible. Consiste en una varilla de acero que al hacer contacto con los sólidos actúa sobre un interruptor, emitiendo una señal de salida.
b. Sensor de Nivel Tipo Cono Suspendido. El cono suspendido acciona un interruptor cuando el nivel de solido lo alcanza, puede usarse como nivel de alta o baja. Es barato y se usa en recipientes abiertos, se utiliza en carbón, grano y caliza.
c. Sensor de Nivel Tipo Diafragma. Consiste en accionar un interruptor automáticamente cuando entra en contacto con una membrana. El material del diafragma puede ser tela, goma, neopreno o fibra de vidrio. Esta técnica tiene como ventajas su bajo costo y también puede emplearse en tanques cerrados, sometidos a baja presión.
d. Sensor de Nivel Tipo Sondeo Electromagnético. Basa su medida en la longitud necesaria hasta que un peso de tensión alcance la superficie de los sólidos. La pesa desciende en puntos aleatorios movidos por un motor.
2. CARACTERISTICAS TECNICAS DE UN SENSOR DE NIVEL.
El detector de nivel de líquidos I-6, mediante el sensor que incluye, activará la salida cuando esta entre en contacto con el agua. Permite el ajuste de la sensibilidad de trabajo. Incorpora protección contra la inversión de polaridad, led indicador de trabajo, conector para extracción del potenciómetro al exterior y bornes de conexión.
El sensor de nivel SPN.605 está indicado para la medida continua de nivel en depósitos que contengan líquidos. El principio de funcionamiento se basa en medir la presión que ejerce la columna de líquido en un transmisor de presión situado en
la parte inferior del depósito,
convirtiendo esta presión variable en una corriente 4 a 20 mA.
3. 10 APLICACIONES PETROLERAS DE SENSORES DE NIVEL. 1. Medición de nivel, detención de nivel y presión en los oleoductos de petróleo. Los oleoductos son el eje vital de una refinería. Por dichos conductos se transporta el crudo desde los puertos petroleros o, directamente, desde los pozos para que sea tratado en las refinerías. Asimismo, los oleoductos son las vías por las que se envían los diferentes productos de la destilación. En los puntos donde existen válvulas para introducir dispositivos de inspección y mantenimiento, o en los puntos de transición del oleoducto, se colocan unas enormes balsas de hormigón destinadas a evitar catástrofes ambientales en el caso de un fallo de estanqueidad en los sistemas de cierre.
2. Monitorización de la presión del oleoducto. La instalación de transductores de presión en un oleoducto de petróleo suele realizarse en forma de líneas de impulsos. Gracias a la estructura mecánica de los sensores y su alta resistencia a la sobrecarga, el equipo garantiza una detección fiable de las condiciones de presión.
3. Medición de nivel de interfase (Destilación, fraccionamiento primario). Se instala un sensor de nivel en el recipiente ya existente sin necesidad de obras (bypass). Mide el nivel de forma continua así como la altura de la capa de agua, sin que el bypass deba estar completamente lleno. La temperatura de proceso puede alcanzar los 400 ºC y la presión de proceso, 400 bar. La medición por microonda guiada no se ve afectada por los conductos laterales, las soldaduras, las adherencias o la corrosión en el conducto.
4. Medición de nivel en separadores de gases. El sensor detecta de forma segura el nivel que ha alcanzado cada uno de los diferentes hidrocarburos, desde derivados con altos puntos de ebullición a la medición de los niveles de llenado en gases líquidos.
5. Medición en almacenaje de productos crudos y refinados. El sensor radar es especialmente apropiado para la medición de nivel en depósitos pequeños y medianos de una refinería.
6. Medición de la capa de separación. Con frecuencia los productos de destilación se presentan mezclados con otras sustancias de diferentes densidades y consistencias. En el depósito de separación, por ejemplo, se separa el agua de los hidrocarburos y se acumula en la parte inferior del depósito. Para determinar la proporción exacta de cada producto, se necesita medir la interfase (o punto de contacto) de las superficies.
7. Detección de nivel de amoniaco. Normalmente el amoníaco se almacena en tanques de baja presión. En estos casos los equipos por microonda guiada constituyen el sistema de medición más apropiado. Las bajas frecuencias de transmisión de estos equipos impiden que la señal se vea amortiguada, como ocurre si se utiliza un aparato de radar de irradiación libre.
8. Medición de nivel de interfase del gas licuado con agua en la petroquímica. Parte de la señal de transmisión atraviesa la superficie del gas licuado y se refleja en la superficie del agua que pueda existir en el fondo del recipiente. Mediante el análisis de ambas señales se muestran los niveles.
9. Medición de nivel en tubos bypass. La varilla de la sonda conforma un sistema coaxial con el tubo de bypass, lo que permite utilizar el sensor con productos como el gas líquido (constante dieléctrica ≥ 1,4).
10. Medición de la presión en la parte superior de la columna del fraccionador primario. El uso de sensores de nivel es especialmente apropiado para esta aplicación, puesto que ni siquiera se ve afectado por las oscilaciones de temperatura propias de la fase de arranque de la columna.
